docTimerek analogowy
download 
Reklamacja Transkrypt
Timerek analogowy
Do czego to służy? Wbrew przyjętym dotąd zasadom po− stanowiliśmy tym razem opisać dwa układy w jednym artykule. Powodem te− go jest fakt, że obydwa układy mają do− kładnie takie samo zastosowanie: są bar− dzo prostymi timerami, służącymi do włączania lub wyłączania dowolnego urządzenia na zadany, niezbyt długi okres czasu. Posiadają identyczne ukła− dy wykonawcze − przekaźniki o obciążal− ności styków do 2x8A, mogą być zasila− ne z jednakowych zasilaczy o niewielkiej wydajności prądowej. Zarówno jeden jak i drugi timerek zbudowane są z bardzo tanich i łatwo dostępnych elementów. Na tym jednak podobieństwa układów kończą się. Każdy z tych układów posia− da zalety i wady właściwe zastosowanej technologii i Czytelnicy będą mogli wy− brać sobie taki timerek, który najlepiej odpowiada Ich potrzebom. Każdy z timerków może znaleźć za− stosowanie w gospodarstwie domo− wych (np. do okresowego włączania wy− ciągu w kuchni), jako włącznik światła na schodach, do sterowania prostymi pro− cesami technologicznymi i wiele, wiele innych. Obydwa układy może w ciągu paru minut wykonać nawet zupełnie po− czątkujący elektronik. Timerek analogowy 2225 Jak to działa? Omówmy najpierw działanie timerka analogowego, którego schemat elekt− ryczny pokazany jest na rysunku 1 1. Ser− cem układu jest oczywiście NE555, kos− tka wykorzystywana już chyba dziesiątki razy w projektach serii 2000. Ten nie− śmiertelny układ pracuje tu w typowej dla siebie konfiguracji, jako generator monostabilny. W stanie spoczynku we− jście wyzwalające TR układu NE555 “podciągnięte” jest do plusa zasilania za pomocą rezystora R4. Naciśnięcie przy− cisku S1 spowoduje chwilowe zwarcie tego wejścia do masy i rozpoczęcie ge− nerowania impulsu. Czas trwania tego impulsu określony jest wartością rezys− tancji R2 + R3 i pojemnością kondensa− tora C1 i może być zmieniany za pomocą potencjometru R3. Z wartościami poda− nymi na schemacie najkrótszy czas wy− nosi ok. 1s, a najdłuższy ok. 1 min. Podczas generowania prze U1 impul− su stan wysoki z wyjścia Q polaryzuje bazę tranzystora T1, który włącza prze− kaźnik PK1. Do styków tego przekaźnika mogą być dołączone dowolne urządze− nia elektryczne, nie pobierające prądu większego niż 16A (styki przekaźnika zo− stały połączone równolegle). Dioda D1 zabezpiecza tranzystor T1 przed przepięciami powstającymi w chwili wyłączania przekaźnika. Kon− densatory C3 i C4 filtrują napięcie zasila− jące układ. ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97 Rys. 1. Schemat ideowy timerka analogowego. Timerek cyfrowy 2224 55 Rys. 2. Schemat ideowy timerka cyfrowego. Na rysunku 2 2 pokazany został sche− mat elektryczny drugiego timerka − ukła− du cyfrowego. Tu także widzimy znajo− me kostki: dzielnik częstotliwości z wbu− dowanym generatorem 4060 i bramki NAND 4011. Opis pracy układu zacznijmy od mo− mentu włączenia zasilania. Bramki NAND U1C i U1D tworzą najprostszy z możliwych przerzutnik R−S. Podczas włączania zasilania na wejściach 1 i 2 bramki U1A utrzymuje się przez krótki, określony pojemnością C2 i rezystancją R6 czas, stan wysoki, a tym samym na jej wyjściu stan niski. Powoduje to wyze− rowani przerzutnika, co daje nam pew− ność że sterowane przez timerek urzą− dzenie nie włączy się jednocześnie z włączeniem zasilania części nim steru− jącej. Naciśnięcie przycisku START spowo− duje podanie na wejście ustawiające przerzutnika stanu niskiego. Przerzutnik R−S włącza się i w konsekwencji tego: 1. Stan niski z wyjścia bramki U1C zosta− je podany na wejście zerujące licznika − generatora U2. Generator rozpoczyna pracę a licznik zliczanie generowanych przez niego impulsów. 2. Stan niski podany na wejścia bramki U1B powoduje powstanie na jej wy− jściu stanu wysokiego i zapalenie się diody LED D1. 3. Stan wysoki z wyjścia bramki U1D po− woduje spolaryzowanie bazy tranzys− 56 tora T1. Tranzystor ten zaczyna prze− wodzić, włącza przekaźnik PK1 i uru− chomione zostaje urządzenie sterowa− ne przez timer. Pora teraz wspomnieć, w jaki sposób ustawiamy czas, na jaki timer ma włą− czyć sterowane urządzenie. Do wszyst− kich wyjść licznika U2 dołączone są jum− pery, z których tylko jeden może być zwarty. Jeżeli potrzebujemy zaprogra− mować czas równy 1 jednostce, to zwie− ramy jumper połączony z wyjściem Q4 licznika. Zwarcie jumpera połączonego z wyjściem Q5 da nam czas równy 2 jed− nostkom, z wyjściem Q6 − 4 jednostki i tak dalej. Powstaje tutaj pytanie, o jakie jednostki czasu chodzi? Odpowiedź jest prosta: o takie, jakie nam są aktualnie potrzebne. Częstotliwość pracy genera− tora możemy zmieniać w bardzo szero− kich granicach, dobierając wartości R1, R2 i C1, a z wartościami podanymi na schemacie podstawowa jednostka cza− su równa jest ok. 2,5s. A teraz uwaga, układ 4060 ma jedną cechę, która nieco ogranicza możliwości naszego timerka. Mianowicie nie zostało wyprowadzone na zewnątrz obudowy wyjście Q11 licz− nika. Nie możemy zatem zaprogramo− wać czasu równego ... policzcie proszę, ilu jednostkom podstawowym. W momencie kiedy na wyjściu liczni− ka aktualnie połączonym za pomocą jum− pera i rezystora R6 z wejściem bramki U1A pojawi się stan wysoki, czyli po odli− czeniu zaprogramowanej ilości jednos− tek czasu, na wyjściu tej bramki powsta− nie stan niski powodując natychmiasto− we wyzerowanie przerzutnika R−S, a w konsekwencji także wyzerowanie licznika. Układ powraca do stanu czuwa− nia, oczekując na ponowne naciśnięcie przycisku START. Montaż i uruchomienie Rozmieszczenie elementów na płyt− kach drukowanych timerków pokazane 4. Płytki wyko− zostało na rysunkach 3 3 i 4 nane zostały na laminacie jednostron− nym. Montaż wykonujemy w typowy WYKAZ ELEMENTÓW Timerek cyfrowy Rezystory R1, R2: 1,5MW R3, R4, R6: 10kW R5: 560W Kondensatory C1, C4: 100nF C2: 22nF C3: 100µF/16V Półprzewodniki D1: LED dowolnego koloru D2: 1N4148 lub odpowiednik T1: BC548 lub odpowiednik U1: 4011 U2: 4060 Różne PK1: przekaźnik RM82 12V S1: przycisk typu RESET Z1: ARK3 Z2: ARK2 10 podwójnych goldpinów + 1 jumper Timerek analogowy Rezystory R1, R2, R4: 10kW R3: potencjometr obrotowy 1MW /A Kondensatory. C1, C4 : 100µF/16V C2: 22nF C3: 100nF Półprzewodniki D1: 1N4148 lub odpowiednik T1: BC548 lub odpowiednik U1: NE555 Różne PK1: przekaźnik RM82 12V S1: przycisk typu RESET Z1: ARK3 Z2: ARK2 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97 cjometr obrotowy potencjometrem su− wakowym. W wielu przypadkach wyko− nanie skali do takiego potencjometru może ukazać się łatwiejsze, niż do po− tencjometru obrotowego. Zastosowanie jumperków w timerku cyfrowym było rozwiązaniem najtańszym i najprost− szym, ale niekoniecznie doskonałym. Je− żeli przewidujemy częstą zmianę czasu odmierzanego przez układ, to możemy zamiast jumperków zastosować np. przełącznik obrotowy lub rząd zależnych isostatów. Zbigniew Raabe Rys. 3. Płytka timerka analogowego. sposób, rozpoczynając od elementów najmniejszych, a na przekaźnikach koń− cząc. Montując płytkę timerka cyfrowe− go nie wolno zapomnieć w wlutowaniu jednej zwory, oznaczonej na stronie opi− sowej płytki literą Z i kreską. Ani jeden ani drugi układ nie wymaga uruchamia− nia ani regulacji. Jedynie w przypadku, kiedy zakresy czasów uzyskiwane przy wartościach podanych na schemacie nie Rys. 4. Płytka timerka cyfrowego. będą odpowiadać Użytkownikowi, moż− na je zmienić dobierając odpowiednio wartości rezystorów i kondensatorów. Możliwa jest pewna rozbudowa i mo− dyfikacja układów. W timerku analogo− wym można próbować zastąpić poten− ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97 Komplet podzespołów z płytką timerka cyfrowego jest dostępny w sieci handlowej AVT jako "kit szkolny" AVT−2224. Komplet podzespołów z płytką timerka analogowego jest dostępny w sieci handlowej AVT jako "kit szkolny" AVT−2225. 57
